宁夏中南部水源工程PCCP 管安装施工技术与质量控制

全永东

（湖南水利水电工程监理承包总公司，湖南 长沙 410007）

1 工程概况

宁夏中南部水源工程监理二标段输水线路总长约24 km，建设内容包括7#大湾隧洞出口至中庄水库（桩号50+716-70+058），包括中庄水库及其到南郊水厂输水隧洞。设计流量为3.75 m3/s，采用重力输水方式，单管铺设，管径为DN2000，管材为预应力钢筒混凝土管（PCCP）及钢管，其中PCCP 管7 632 m，管道压力等级为0.6 MPa、1.2 MPa、1.6 MPa。管线多次穿越河（沟）和公路，均采用明挖暗埋，埋深4～5 m，最少覆土厚度不少于2 m。

2 施工工艺技术与质量控制

2.1 管线测量放线

在监理审批施工技术方案的基础上，由测量人员按设计图纸放出开挖边线，清表后，再根据设计图纸放出管槽开挖中心线、开口线和底口中线，并用石灰标明。施工单位测量放线完成后，申请监理对放线成果进行复核，监理复核合格后才能进行基础开挖施工。开挖过程中，测量随时跟踪控制管槽底部高程和边坡坡比，保证与设计要求一致，且底部平顺。

2.2 管沟开挖与验收

依据现场施工放样的标识，开挖采用倒退法开挖施工，采用挖掘机自上而下分级开挖，局部孤石或挖掘机难以处理的岩石，采用人工钻孔、控制性微爆破进行处理。基础底面预留20～30cm 采用人工开挖，避免扰动地基层，管槽两侧边坡留有适当的修坡富余量，再由人工修整设计坡度和平整度。管道基槽开挖土方堆放距离管沟开口边约1 m 的安全距离，堆放的土方顶部采用装载机推平。

开挖完成，由施工单位自检合格后，申请监理组织进行基础验收。若发现局部有异常的地基，探明原因和范围后，由设计单位明确处理方案，再进行处理，保证基础断面尺寸、高程和承载力满足设计要求。

2.3 基础处理

一般基底采用原土夯实，对地质薄弱或地下水位较高的地段，按设计单位批准的以3∶7 灰土换填或块石挤密，浇筑C15 混凝土管座的方法进行处理，保证管道安装后的运行质量和安全。

2.4 管件到货验收

管件首先进行厂内验收，验收合格后允许发货。管件到货后，由施工单位申请监理方组织各参建单位进行到货验收。检查验收管道尺寸应符合标准规范要求，管端应标明材料执行标准、规格类型等；检查厂家提供的产品质量合格证明及验收内容等；检查出厂合格证内容是否齐全：检查管道内表面应光滑，无裂缝、气孔等，管端面应平齐，外表面无明显裂纹、缺损、掉角等缺陷。承插管承口内外所有表面应平滑，不得有裂纹或对连接面使用性能不利的其他缺陷，管道的厚度要符合设计要求。

严格密封圈的质量检测，密封橡胶圈严禁使用再生胶，其外观应完好，无接头，表面不得有裂纹、杂质和气泡。规格及外观尺寸必须与管道圈槽加工尺寸一致，橡胶圈截面直径差不得超过±0.5 mm，橡胶圈环的直径差不得超过±10 mm，抽样检测橡胶圈的性能指标以保证密封，无渗漏为准，且应符合规范要求［硬度45～55；拉伸强度大于16 MPa，伸长率大于500%；永久变形小于20%；老化系数0.8（70℃/44 h）］。

管道、管件应按类型、规格、等级分类堆放，不宜长期露天存放，防止爆晒，堆放层数为一层。

2.5 PCCP 管安装施工

1）安装采用75 t 履带吊，30 t 级合成纤维吊装带进行吊装，吊装前安装吊带试吊，方法为兜身法。吊带就位完成后，施工人员撤离PCCP 管吊转半径区域，吊车缓慢上升大臂和吊索，将PCCP 管吊离地面，确认吊离地面后既不发生倾斜，也没有发生吊带滑动的现象，则将PCCP 管吊起下沟进行施工。

2）第一节管调整和放在测定的位置和高程上，两侧用专用支块定位支固。检测修整第一节管承口工作面、第二节插口工作面和圆弧槽，将管内清扫干净。把橡胶圈套在第二节PCCP 管的插头圆弧槽内，橡胶圈平直、光滑、无扭曲，周围间隙均匀。用食品润滑油涂刷在橡胶圈外圆上和承口内，吊车将管道对好接口。

3）管道安装采用内拉法进行，“内拉法”是指在需要安装的管道插口插入已安装好的管道承口一部分后（3～4 cm），在需要安装的管道尾部及已安装好的管道头部，各安装一个专用管道安装内撑（简称横担），在横担两侧（管道内壁的两侧水平位置），挂设拉进装置（钢丝绳——手动葫芦——钢丝绳），然后吊车轻轻起吊，让管道悬空（离地约为1～3 cm），两边的拉进装置同时缓慢拉紧，接口处时刻观察胶圈的就位情况，若发现胶圈滑脱、扭曲等现象，要停止拉进、退出，重新进口。待匀速拉进至两管口之间间隙为2 cm 时，停止拉进。

4）安装时接口在正常对接时，插口均匀进入承口，胶圈在预定的承插口工作面上，承插口间的间隙和距离均匀一致，管内间隙为20 mm，偏差控制在±5 mm。

5）安装过程中随时测量校核管道中线位置偏差，及时作出调整，安装好后用水准仪检测管道安装高程。管端最大允许偏移在30mm 之内。高程偏移在±20mm 范围内。

6）每安装一节管道后，立即用垫块固定好管节，以免错位，对所安装管材接口进行接口水压试验并做好记录，同时应检查校测高程及相对转角。

7）管道接口防腐处理：PCCP 管内部接口处理采用在接口缝隙内安装深度40 mm 厚度20 mm 的聚乙烯闭孔泡沫板，然后采用不小于30 mm 厚度的抗微生物聚硫密封胶封堵。PCCP 管外部接口处理采用在接口灌入1∶3 水泥砂浆封堵密实后，在接口处缠宽40 cm 的“三布四油”进行防护。

2.6 管道检查和水压试验

PCCP 管打压共分三次，第一次在管道安装就位后进行管道接头打压。打压在安装现场进行，接头打压压力均为设计压力的1.5 倍，稳定5 min，不渗、不漏、表压稳定即为合格。第一次打压合格后，回填之前进行第二次打压，打压全部合格后进行土方回填。回填完成后，进行第三次打压，打压流程和第一、二次打压流程相同，主要是防止回填土压力造成管口变形引起渗漏。第一次打压为随安随打压，第二次打压在管道回填之前进行，第三次打压在某一段落回填土全部完成后逐节打压检测，单个接头胶圈密封性压力试验时，监理全过程跟踪并在试验记录上签字确认。

安装完成后的PCCP 管经检测，管道接口环向间隙均匀一致，管轴线及高程都符合设计图纸要求及规范规定，合格率100%。

管道全部安装并回填完成，两端采用盲板封堵（盲板后加靠背顶撑，以防止加压后滑管）后，进行整体水压试验。水压试验采取分段试压，压力按照试验管段设计计算最大水头压力加0.3 MPa 控制，试验步骤、程序严格按照规范和批准的试验方案进行，试验过程中所有管段未出现压力下降及渗水现象，水压试验合格。

2.7 管沟土方回填施工

管道回填采用分段回填的方法进法施工，管道安装验收合格后，选用合格的中粗砂料及土料进行管道回填施工。回填时自下而上可分为：垫层区I、管基II区回填、管区Ⅲ回填、原状自然土，见图1。

图1 管沟土方回填分区

1）垫层区Ⅰ回填

垫层区I 是对管道支撑上覆荷载结构的主要部分，在管沟开挖验收合格后、管道安装前进行垫层区Ⅰ回填作业。回填时将合格的中粗砂均匀散布在管沟内，虚铺厚度为20 cm。中粗砂采用自卸汽车运输到工作面，推土机、液压反铲配合将料均匀摊铺，对边角及局部区域采用人工进行摊平，压实采用YZS-0.6 手扶式振动碾和蛙式夯进行碾压夯实，并经试验检测符合设计要求。

2）管基Ⅱ区回填

管基Ⅱ区指垫层区顶面至管中心包括高程以下的回填区域。其压实度要求为0.95。管道安装及外部接缝处理完毕后进行管基Ⅱ区的回填，回填时选用合格土料均匀散布在管沟内,两侧对称回填，每层回填虚铺厚度20 cm，回填土采用装载机配合溜槽下料，人工摊铺，碾压采用YZK16 型自行式振动碾、YZS-0.6 手扶式振动碾、蛙式夯等施工机械，对于管件下部、侧面等无法使用机械的，采用人工夯实。压实后按照规范要求取样做压实度试验，测验结果合格后进行后续施工。

3）管区Ⅲ回填

管区Ⅲ回填采用合格的原土回填，利用装载机配合溜槽下料，便用机械摊铺，对无法采用机械摊铺的部位采用人工摊铺，每层回填虚铺厚度为20 cm，两侧对称回填，碾压采用YZK16 型自行式振动碾、YZS-0.6 手扶式振动碾、蛙式夯等施工机械，对于边角及局部区域无法使用机械的，采用人工夯实。压实后按照规范要求取样做压实度试验，测验结果合格后进行后续施工。

4）原状自然土回填

原状自然土区指回填地面高程以下1.4 m 范围内的回填区域。回填材料为原状自然土。采用自卸汽车将合格的料运至回填区域，均匀散布在管沟内，采用推土机进行回填料摊铺。厂区外、非交通要道及农田等允许下沉的地段，此区的回填土简易回填不压实，留有高度为0.2 m 的余土，使之高于原地面，作为自然沉降补偿之用。其他地段按规范压实至符合设计要求。

2.8 质量验收与评定

施工过程中，每道工序/单元施工完成，施工单位自检合格后，报监理单位进行验收复核，验收合格并签字确认后，方可进行后续工序施工。工程施工完成后，经施工单位申请，项目法人组织各参建单位及相关专家对监理二标段8#、9#管线和10#、11#管线两个单位工程进行了验收，质量评定均为优良。

3 结 语

宁夏中南部水源工程监理二标段PCCP 管道施工于2014 年6 月18 日开工，2015 年11 月15 日全部完工。2016 年5 月31 日，宁夏中南部水源工程输水隧洞及管线正式开始通水，至今运行正常，无渗水漏水等异常现象。

宁夏中南部水源工程监理二标段PCCP 管施工，在管槽开挖处理、管道安装、管沟回填等实施过程中，各工序能按照设计、规范要求及批准的施工方案进行施工，按照厂家技术要求进行安装作业，安装完成后，经水压试验质量合格，均满足设计要求。由于采取了严格的工序质量控制，管道安装过程中采取三次接头密封圈试压，经接头密封圈试压和整体水压试验检测合格，既加快了进度，又保证了工程整体质量，施工过程工序质量控制技术与措施值得推广应用。